雙排樁基托梁 ∏形結(jié)構(gòu)計(jì)算理論探討

張 敏 蔡海勇

合理計(jì)算作用在樁基托梁擋墻支擋結(jié)構(gòu)上的荷載以及正確分析擋土墻、托梁及樁三者之間的傳力機(jī)理,是研究樁基托梁擋土墻結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵[6]。

本文提出兩種樁基托梁擋土墻的計(jì)算模式假設(shè),并結(jié)合襄渝線安康—重慶段增建二線工程實(shí)例進(jìn)行分析,驗(yàn)證兩種計(jì)算模式假設(shè)的合理性。

1 雙排樁基托梁“∏”形結(jié)構(gòu)計(jì)算

現(xiàn)有的樁基托梁擋土墻計(jì)算理論,樁和托梁是分開(kāi)計(jì)算的,雙排樁基托梁擋墻的現(xiàn)有計(jì)算理論,前后兩排樁的計(jì)算受力是一樣的,實(shí)際上,前后兩排樁的受力大小不同,為了計(jì)算前后兩排樁的受力,把樁與托梁看成一整體,沿垂直線路方向取“∏”字形結(jié)構(gòu),進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算,如圖1所示。沿垂直線路方向截取“∏”形結(jié)構(gòu)的原因是,在雙排樁基托梁擋墻中前后兩排樁的受力不同,破壞方式也不同;托梁截面上的彎矩及剪力,對(duì)“∏”形結(jié)構(gòu)的受力影響較小,為了簡(jiǎn)化計(jì)算,忽略不計(jì)。

2 “∏”形結(jié)構(gòu)的計(jì)算模式

“∏”形結(jié)構(gòu),根據(jù)樁的計(jì)算模式分類:抗滑型和承載型樁基托梁,所以計(jì)算“∏”形結(jié)構(gòu)也應(yīng)該分為兩種類型計(jì)算:抗滑型“∏”形結(jié)構(gòu)和承載型“∏”形結(jié)構(gòu)。抗滑型“∏”形結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

其中錨固面為分界面,以上部分看作“∏”形結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)計(jì)算,錨固段看作彈性地基梁計(jì)算。

3 “∏”形結(jié)構(gòu)計(jì)算公式推導(dǎo)

抗滑型“∏”形結(jié)構(gòu),在滑坡地段樁受滑坡推力作用,假設(shè)在前排樁自由段承受滑坡推力,后排樁上承受土壓力,結(jié)構(gòu)計(jì)算示意圖見(jiàn)圖3,根據(jù)疊加原理把原結(jié)構(gòu)由繁化簡(jiǎn),另外利用對(duì)稱結(jié)構(gòu)的性質(zhì),對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖加以改造,采用半結(jié)構(gòu)法進(jìn)一步簡(jiǎn)化計(jì)算,半結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖4,利用位移法計(jì)算,計(jì)算彎矩簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖5。

抗滑型“∏”形結(jié)構(gòu)計(jì)算公式如下:

4 算例

襄渝線增建二線工程某工點(diǎn)滑坡地段采用雙排樁基托梁擋墻進(jìn)行邊坡支護(hù),已知容重24 kN/m3,F=102 kN,q=250 kN/m,q1=90 kN/m,q2=96 kN/m,M=2 076.5 kN·m,a=1.5 m,b=3 m,h=4 m,托梁的線剛度,樁的線剛度樁的截面為2 m×2 m,計(jì)算抗滑型“∏”形結(jié)構(gòu)樁的彎矩分布。

根據(jù)前述的計(jì)算方法,將上述數(shù)據(jù)代入公式可得抗滑型“∏”形結(jié)構(gòu)中前后樁的彎矩,如圖6所示。

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